Επιστήμονες αναφέρουν την πρώτη επιβεβαιωμένη παρατήρηση πεδίου μιας σπάνιας κατηγορίας ηλεκτρικών φαινομένων που σχετίζονται με τη βλάστηση, τα οποία διέφευγαν από την επιστημονική επιβεβαίωση για σχεδόν έναν αιώνα.
Επιβεβαιώθηκε ένα ασύλληπτο ηλεκτρικό φαινόμενο που διέφευγε από την επιστήμη για έναν αιώνα – «Τα είδαμε, ξέρουμε ότι υπάρχουν»
Επί πολλές δεκαετίες, παρατηρητές έχουν καταγράψει αναφορές για ασυνήθιστες λάμψεις που εκπέμπονται από τη βλάστηση, με την επικρατέστερη θεωρία για την αιτία τους να είναι οι ασθενείς ηλεκτρικές εκκενώσεις που πυροδοτούνται από την ατμοσφαιρική δραστηριότητα η οποία σχετίζεται με τις καταιγίδες.
Τώρα, μια ομάδα ερευνητών που αναφέρει τα ευρήματά της στο περιοδικό Geophysical Research Letters δηλώνει ότι πραγματοποίησε τις πρώτες γνωστές επιβεβαιωμένες παρατηρήσεις αυτού του σπάνιου φαινομένου στη φύση. Η έρευνα της επιστημονικής ομάδας υποστηρίζει ότι από τις άκρες των φύλλων ξεπηδούν μικροσκοπικοί ηλεκτρικοί σπινθήρες -γνωστοί ως εκκενώσεις κορώνα (corona discharges)- κορώνα- που δημιουργούν μια αδιόρατη λάμψη που τρεμοπαίζει.
Το ασυνήθιστο φαινόμενο φέρεται να τεκμηριώθηκε σε αρκετά είδη δέντρων στις ανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες.
«Αυτά τα πράγματα συμβαίνουν στην πραγματικότητα: τα έχουμε δει, ξέρουμε πλέον ότι υπάρχουν», δήλωσε ο Patrick McFarland, μετεωρολόγος στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας πίσω από την πρόσφατη μελέτη.
Παλαιότερες μελέτες είχαν ήδη επιβεβαιώσει την ύπαρξη των εν λόγω εκκενώσεων, αν και μόνο μέσω έμμεσων συμπερασμάτων από μη φυσιολογικές μετρήσεις ηλεκτρικών πεδίων που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια καταιγίδων κοντά σε δάση.
Στην καρδιά του μυστηρίου βρίσκονται οι εκκενώσεις κορώνα (corona discharges), οι οποίες συμβαίνουν όταν η ηλεκτρική ενέργεια που σχετίζεται με τις καταιγίδες συσσωρεύει ηλεκτρικό φορτίο —και μερικές φορές πολύ ισχυρό— στην ατμόσφαιρα.
Το αποτέλεσμα αυτής της συσσώρευσης φορτίου είναι ο σχηματισμός ενός αντίθετου φορτίου στο έδαφος από κάτω, το οποίο ταξιδεύει προς τα πάνω προς τα υψηλότερα διαθέσιμα σημεία – ουσιαστικά το ίδιο φαινόμενο που κρύβεται πίσω από τους κεραυνούς. Ωστόσο, τα υψηλότερα σημεία που μπορεί να φτάσει το αντίθετο φορτίο είναι συχνά οι ίδιες οι άκρες των φύλλων ή οι βελόνες των δέντρων ψηλά στη θόλο του δάσους. Από εκεί, ο συσσωρευμένος ηλεκτρισμός μπορεί να διαφύγει στον αέρα ως μια ασθενής εκκένωση.
Παλαιότερα εργαστηριακά πειράματα, στα οποία χρησιμοποιήθηκαν φύλλα τοποθετημένα κάτω από ηλεκτρικά φορτισμένες μεταλλικές πλάκες, είχαν ήδη αποδείξει τη δυνατότητα πραγματοποίησης αυτής της διαδικασίας, αν και οι άμεσες παρατηρήσεις πεδίου παρέμεναν ανέφικτες.
Για να το ξεπεράσουν αυτό, ο McFarland και η ομάδα του αποφάσισαν να γίνουν κινητοί, μετατρέποντας ένα μίνι βαν Toyota Sienna του 2013 σε ένα κινητό εργαστήριο ανάπτυξης πεδίου, το οποίο διέθετε μετεωρολογικό σταθμό, αισθητήρες ηλεκτρικού πεδίου, ένα αποστασιόμετρο λέιζερ και ένα περισκόπιο τοποθετημένο στην οροφή που διοχετεύει φως σε μια κάμερα ευαίσθητη στην υπεριώδη ακτινοβολία, ικανή να ανιχνεύει τις εκκενώσεις κορώνα μέσω των εκπομπών UV τους.
Μεταφέροντας το κινητό τους εργαστήριο παρακολούθησης καιρού στο πεδίο, η ομάδα παρακολουθούσε τη δραστηριότητα μιας καταιγίδας στο Πέμπροουκ της Βόρειας Καρολίνας, όπου έστρεψαν τις κάμερές τους στα κλαδιά ενός δέντρου liquidambar (sweetgum), ενώ εξέταζαν τη ροή του βίντεο μέσα από το όχημα.
«Καθόμαστε εκεί και κοιτάζουμε επίμονα αυτό το βίντεο ενώ η καταιγίδα μαίνεται από πάνω μας» θυμάται ο McFarland για το αρχικό τους πείραμα. «Ψάχνεις για τα πιο αμυδρά σήματα σε μια ροή βίντεο που δεν δείχνει τίποτα… Είναι πραγματικά δύσκολο να καταλάβεις σε πραγματικό χρόνο αν βλέπεις κάτι».
Αν και η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο αποκάλυψε ελάχιστη δραστηριότητα, η μεταγενέστερη ανάλυση του υλικού τους αποκάλυψε συμπλέγματα υπεριωδών εκλάμψεων που εκπέμπονταν από τα φύλλα, η κίνηση των οποίων φαινόταν να συμπίπτει με τα κλαδιά καθώς αυτά λικνίζονταν από τους ανέμους της καταιγίδας. Σε διάστημα 90 λεπτών, η ομάδα κατέγραψε 41 ξεχωριστές εκκενώσεις κορώνα από τις άκρες των φύλλων, με κάποιες να διαρκούν έως και 3 δευτερόλεπτα.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, το περίεργο αυτό ηλεκτρικό φαινόμενο παρατηρήθηκε ακόμη και να “πηδά” από το ένα φύλλο στο άλλο.
Πρόσθετες παρατηρήσεις αποκάλυψαν ότι παρόμοια δραστηριότητα σημειώθηκε σε ένα πεύκο loblolly και, μεταφέροντας τις έρευνές τους σε άλλες πολιτείες, η ομάδα την παρατήρησε επίσης από τη Φλόριντα έως την Πενσυλβάνια κατά τη διάρκεια καταιγίδων, γεγονός που υποδηλώνει ότι το φαινόμενο είναι ευρέως διαδεδομένο και όχι αποκλειστικό σε ορισμένα είδη βλάστησης.
Είναι ενδιαφέρον ότι ο McFarland ανέφερε πως, υπό τις κατάλληλες συνθήκες, η δραστηριότητα μιας καταιγίδας θα μπορούσε να ηλεκτρίσει πολλές χιλιάδες φύλλα ταυτόχρονα, αν και είναι απίθανο η κανονική ανθρώπινη όραση να μπορούσε να το διακρίνει αυτό.
«Θα έμοιαζε πιθανότατα με ένα αρκετά εντυπωσιακό σόου φωτός», δήλωσε ο McFarland, παρομοιάζοντας την παρατήρηση τέτοιων φαινομένων με «χιλιάδες πυγολαμπίδες που αναβοσβήνουν στο υπεριώδες φάσμα (UV)», αν όλες μαζί κατέβαιναν ταυτόχρονα πάνω στις κορυφές των δέντρων μιας δασικής έκτασης.
Ενώ μια μεμονωμένη εκκένωση είναι απίθανο να προκαλέσει σημαντική ζημιά, ο McFarland αναφέρει ότι αναρωτιέται εάν η επαναλαμβανόμενη έκθεση —ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια περιόδων με εξαιρετικά έντονες καταιγίδες— θα μπορούσε να επηρεάσει τη συνολική υγεία του θόλου του δάσους με την πάροδο του χρόνου.
«Αυτό είναι πραγματικά το επόμενο βήμα που θα ήθελα να κάνω”, λέει ο McFarland. “Να ανακαλύψω τι αντίκτυπο έχει αυτό στο ίδιο το δέντρο αλλά και στο δάσος ως σύνολο».
*Η πρόσφατη μελέτη, με τίτλο “Corona Discharges Glow on Trees Under Thunderstorms”, δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Geophysical Research Letters.